ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 20.06.2024
Просмотров: 114
Скачиваний: 1
щелочной — CaS04 образует практически устойчивые растворы даже при очень высоких значениях коэффи циента пересыщения.
Таблица 2
Зависимость устойчивости пересыщенных растворов CaSO*
от pH (начальная концентрация ионов Ca I"*“ в пересыщенном раст воре равна 1,1 г /л (Кп= 2,37)
|
|
Концентрация Са"М" в растворе по истечении |
времени, |
|
|||||
|
|
|
|
|
сутки |
|
|
|
|
pH |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
I |
2 |
5 |
в |
7 |
8 |
12 |
20 |
26 |
1,5 |
1,05 |
0,0 |
0,77 |
0,75 |
0,72 |
0,71 |
0,63 |
0,57 |
0,56 |
2,6 |
1,1 |
1,05 |
0,84 |
0,75 |
0,75 |
0,74 |
0,70 |
0,70 |
0,70 |
6,0 |
— |
— |
0,96 |
0,96 |
0,96 |
0,96 |
0,96 |
.0,6 |
— |
8,2 |
1,05 |
1,05 |
1,05 |
1,05 |
1,05 |
1,05 |
0,95 |
0,9 |
0,85 |
Находящиеся в сточных водах многих химических производств органические соединения, особенно высоко молекулярные водорастворимые вещества, усиливают устойчивость пересыщенных растворов сульфата каль ция, так как, адсорбируясь на гранях зародышевых крис
таллов |
CaS0 4 ' 2 H20 , препятствуют их |
дальнейшему |
росту. |
известно, пересыщение растворов |
устраняется |
Как |
введением достаточного количества центров кристалли зации и турбулентным режимом движения раствора, спо собствующим интенсивному подведению ионов к поверх ности зародышевого кристалла. Аналогичный эффект оказывает и развитая, особенно шероховатая поверх ность, с которой контактирует пересыщенный раствор. Поэтому при протекании последнего по трубам на их стенках начинает отлагаться избыток растворенного вещества. Наиболее прочно сращиваются кристаллы с поверхностью стенок труб в местах резкого измене ния направления или скорости течения растворов (на
U
поворотах, в местах изменения диаметра труб, у запор ной арматуры и т. п.).
Отложения кристаллического CaS0 4 • 2Н20 на стен ках трубопроводов, по которым подаются нейтрализо ванные известью сернокислотные сточные воды, особенно прочны и от металлических стенок откалываются с тру дом даже при сильных ударах. Трубы, заросшие гипсом, приходится периодически заменять.
Интенсивность отложения гипса на стенках трубопро водов при транспортировании пересыщенных сульфатом кальция сточных вод очень велика. Так, при подаче ней трализованных известью сточных вод комбината органи ческого синтеза из пруда-усреднителя к очистным со оружениям на расстояние 100 м по сифонному трубопро воду диаметром 400 мм за 11 месяцев эксплуатации толщина отложений CaSC>4 • 2Н20 на стенках трубопро вода достигла 50—55 мм, а в напорной линии за тот же срок она составила 40—45 мм.
Учитывая эти особенности нейтрализованных изве стью сернокислотных сточных вод, следует предусматри вать в технологических схемах нейтрализации меры, предотвращающие зарастание трубопроводов отложения ми гипса. К таким мерам относится транспортирование (там, где возможно) пересыщенных или насыщенных сульфатом кальция сточных вод по открытым желобам, допускающим периодическую механическую очистку от кристаллов гипса, а при транспортировании по трубам — обеспечение режима их эксплуатации, препятствующего сращиванию выпадающих кристаллов с поверхностью трубопроводов. Одним из наиболее простых и в то же вре мя эффективных мероприятий является регулярное (не реже 1 раза в сутки) кратковременное промывание тру бопровода водой, не насыщенной CaS0 4 - Особенно важ но промывать трубопроводы и задвижки при каждой остановке насосов, так как в этот период интенсивность зарастания поверхности гипсом наибольшая.
12
Зарастание гипсом винипластовых или полиэтилено вых труб замедляется в 30—40 раз (табл. 3).
Увеличение скорости движения воды по трубопрово ду также способствует уменьшению интенсивности инкру стации труб, так как затрудняет отложение на стенках
Таблица 3
Влияние ежесуточной пятиминутной промывки водой винипластовых и полиэтиленовых труб, по которым транспортировались сточные воды, пересыщенные CaS04, на их зарастание
|
Прирост в весе трубы за 8 суток, |
|
|
Материал трубо |
г CaSO* на |
1 г трубы |
Коэффициент |
|
|
||
провода |
|
|
снижения инкрус |
|
Без промывки |
С промывкой |
тации |
|
|
||
Винипласт |
0,122 |
0,0071 |
17,3 |
|
0,186 |
0,0058 |
32,0 |
Полиэтилен |
0,381 |
0,0055 |
69,0 |
|
0,328 |
0,0110 |
29,8 |
зародышевых центров кристаллизации. Эффективность этой меры может быть проиллюстрирована сопоставле нием следующих данных: при транспортировании по стальному трубопроводу нейтрализованных сернокислот ных сточных вод химического комбината со скоростью 0,4 м/сек интенсивность отложения гипса на стенках тру бы составляла 6 мм в месяц; повышение скорости дви жения воды до 2,9 м/сек уменьшило интенсивность отло жения до 1,7—1,8 мм в месяц, т. е. более, чем в три раза..
Интенсивность гипсовой инкрустации трубопроводов: может быть снижена методами реагентного или ионооб менного умягчения сточных вод. Из реагентных методов: наиболее перспективно введение в сточные воды гекса метаполифосфата натрия в количестве 5—10 г/ж3. Опыт
13
использования гексаметаполифосфата вместе с известью на одном из химических предприятий ГДР для предот вращения гипсовой инкрустации трубопроводов оказал ся вполне успешным [146].
Методы реагентного или ионообменного умягчения сточных вод устраняют причину инкрустации трубопро водов, но оказываются часто недостаточно экономичны ми из-за большого расхода реагентов (соды или трииатрийфосфата).
При расходе извести не более 4 г/сг/г гашение ее удобно производить в обычных творильных ямах; целе сообразно, чтобы их было не менее трех. При большем расходе извести применяются известегасилки различных типов. Наиболее высококачественное известковое молоко получается при дополнительном размалывании сметано образной гашеной извести в шаровых мельницах.
При большом расходе извести заслуживает внимания метод приготовления концентрированного известкового молока и мокрого хранения извести, примененный на одном из химических комбинатов [88]. Железнодорожный вагон с негашеной известью подается к прирельсовым емкостям с наклонными стенками, вдоль которых распо ложены эстакады с установленными на тележках гидро мониторами. Вода, подаваемая гидромониторами, падает сверху в вагон и вымывает из него известь в прирельсо вую емкость. Одновременно с этим происходит частичное гашение извести. Окончательное гашение ее происходит в прирельсовой емкости при помощи перерабатывающего механизма, оборудованного скребковым ножом, насоса ми и соплами для размыва известкового теста. Из при рельсовых емкостей известковое молоко через отводящие лотки поступает в резервуары-хранилища, сблокирован ные с насосной станцией, из которых подается потреби телям. Верхний слой отстоенной в резервуарах-хранили щах воды может быть подан в гидромониторы для раз мыва извести. Оставшиеся после гашения извести отходы
И
(камни, недожог и т. п.) сгребаются скребковым ножом к скреперному подъемнику, погружаются в бункер и пе риодически вывозятся.
Пыление при разгрузке вагонов на описанном выше складе устранено почти полностью, продолжительность разгрузки платформ составляет 20—30 мин, вагонов — до 1 ч.
Доза извести для нейтрализации сточных вод, содер жащих в основном сильные кислоты, регулируется по величине pH нейтрализованных вод с учетом того, что нейтрализация заканчивается через 8—10 мин после сме шения сточных вод с реагентом. При нейтрализации сточных вод, содержащих, кроме сильных кислот, значи тельное количество солей железа или цветных металлов (например, сточных вод от травления металлов), авто матическое дозирование расхода известкового молока следует производить по двум параметрам — pH нейтра лизованных вод и электропроводности исходных сточных вод, характеризующей суммарную концентрацию кисло ты и солей железа или цветных металлов в исходных водах [55, 56]. Метод автоматического колориметрическо го титрования кислотности сточных вод, поступающих в смеситель,- связан с применением сложных аппаратов, которые трудно использовать в схемах автоматики. По этому данный метод не нашел применения на станциях
нейтрализации.
Для дозирования известкового молока рекомендуется применять дозаторы конструкции ВНИИВодгео, основан ные на принципе деления падающей струи и оборудован ные устройством для стабилизации уровня и струи из весткового молока. Эти дозаторы могут быть снабжены как электрическим, так и пневматическим исполнитель ным механизмом [91].
Для смешения сточных вод с известковым молоком могут применяться гидравлические смесители любого типа — дырчатые, перегородчатые, вихревые, а также
15
смесители с механическими мешалками или барботированием сжатого воздуха при расходе 5—10 м2/ч на 1 м2.
Выше указывалось, что сернокислотные сточные воды при нейтрализации известью легко образуют растворы, пересыщенные сульфатом кальция. Пересыщение суще ственно уменьшается, а в ряде случаев и практически полностью устраняется в смесителях с высокой интенсив ностью перемешивания жидкости турбинной мешалкой. Шлам свежевыпавшего гипса при этом рециркулируется
ваппарате так, чтобы концентрация кристаллов CaSC^X
Х2Н20 была не ниже 30—50 г/л [48].
Данные, приведенные в табл. 4, показывают, что эффективность сочетания перемешивания и рециркуля ции осадка весьма высока, если pH нейтрализованных сточных вод не превышает 7. Время пребывания сточной воды в таком смесителе-рециркуляторе должно быть не менее 10 мин.
Таблица 4
Влияние |
рециркуляции |
выпавшего |
CaS04-2H20 |
|
||||
на устранение |
пересыщения |
раствора |
CaS04 при |
pH = |
6,35, |
|||
интенсивности |
перемешивания |
ReM= |
7250 и |
времени |
||||
|
|
контакта |
10 мин |
[48] |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Коэффициент пересы- |
||
Количество кристалли |
Концентрация |
ионов |
|
щення |
||||
|
[Са2+ ] |
|||||||
ческого CaS04-2H,0 |
в |
|
||||||
реакторе |
|
Са-^ в растворе, |
г/л |
Кп = [Са2+ ] |
||||
|
|
|
|
|
|
|
1 |
Had |
0 |
|
|
1,53 |
|
|
|
3,28 |
|
2,6 |
|
|
1,11 |
|
|
|
2,3 |
|
5,10 |
|
|
0,94 |
|
|
|
1,95 |
|
10,0 |
|
|
0,80 |
|
|
|
1,67 |
|
19,1 |
|
|
0,71 |
|
|
|
1,48 |
|
29,0 |
|
|
0,65 |
|
|
|
1,35 |
|
38,1 |
|
|
0,65 |
|
|
|
1,35 |
|
П р и м е ч а н и е . |
Растворы гипса, содержащие 0,62 г/л |
С а^+, |
практиче |
|||||
ски беспредельно устойчивы и инкрустации трубопроводов не вызывают.
16
Фильтрационный метод нейтрализации кислых вод имеет ряд преимуществ: простота обслуживания отсут ствие аппаратуры для дозирования реагентов.^ В каче стве материала, пригодного для фильтрационной нейтра лизации любых кислых сточных вод, может применяться магнезит. При содержании серной кислоты в сточной воде менее 5 г/л можно использовать в качестве фильт
рационного материала и доломит. Различные типы из вестняка для этих целей можно использовать только при содержании серной кислоты не более^ 2 г/л. Увеличение содержания серной кислоты в сточной воде вызовет об растание гипсом поверхности кусков известняка (доло мита), вследствие чего процесс нейтрализации настолько замедлится, что использование фильтров станет практи
чески невозможным.
Фильтры-нейтрализаторы могут быть как вертикаль ными так и горизонтальными. Для вертикальных фильт ров применяются куски известняка или доломита разме ром 3—8 см\ высота фильтрующего слоя сохраняется в пределах 1,2—0,85 м при скорости фильтрования сточ ных вод не более 5 м/ч. При использовании горизонталь
ных фильтров скорость течения воды составляет 1 3 см/сек Необходимая продолжительность контакта кис
лой воды с загрузкой, уклон фильтра-нейтрализатора и расход реагентов вычисляются по формулам, приведен
ным в работе [92].
Глава 11
ОСВЕТЛЕНИЕ ПРОМЫШЛЕННЫХ СТОЧНЫХ ВОД
Практически все лроизводственные сточные воды в большей или меньшей степени загрязнены взвешенными веществами. Грубодисперсные взвеси состоят обычно из частиц песка, породы, руды или нерудных ископаемых пнбп ппрпгтявляют собою кристаллы гипса или_хлопья
г |
--------- 1-г>і- |
ѴК, |
|
|
'ГОС. |
ПУБЛИЧНАЯ |
17 |
|
НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКАЯ |
||
БИБЛИОТЕКА СССР
гидроокисей металлов, образующиеся при нейтрализации кислых сточных вод. В зависимости от концентрацион ных условий кристаллы гипса могут быть крупнее или мельче и вследствие этого выпадать скорее или медлен нее. Относительно медленно оседают и хлопья гидратов окисей железа, алюминия, хрома и цветных металлов, выпадающие при подщелачивании сточных вод, загряз ненных солями этих металлов.
В сточных водах многих производств, особенно хими ческих, коксохимических и нефтехимических предприятий, взвешенные вещества состоят из осмолившихся, полимеризовавшихся или поликонденсированных органических веществ, в том числе веществ, образовавшихся непосред ственно в сточных водах при их смешении.
Для удаления взвешенных частиц из сточных вод при меняются следующие методы: отстаивание в поле сил тяжести и в поле центробежных сил, флотация, фильтра ция через слой взвешенного осадка и зернистого мате риала. Процеживание сточных вод через решетки и сита применяется для предварительного удаления плавающих крупных (куски дерева, тряпки) или волокнистых загряз нений. Центрифугирование и фильтрация через ткани применяется в основном для обезвоживания осадков сточных вод; фильтрация через слой зернистого материа л а — для окончательной тонкой очистки сточных вод, предварительно очищенных другими способами.
Методы осветления сточных вод зависят от того, на сколько высока дисперсность взвешенных частиц и на сколько она стабильна в процессе отстаивания или хра нения.
Отстаиванием, флотацией, центрифугированием и фильтрацией могут быть удалены взвешенные частицы крупностью более 5 мкм. Для удаления более мелких частиц и для интенсификации удаления частиц диамет ром более 5 мкм применяется коагулирование загрязне ний с помощью реагентов-коагулянтов и флокуляторов.
18
